Lookahead přepravní jednotka - Lookahead carry unit

A lookahead přepravní jednotka (LCU) je logická jednotka v digitální obvod design použitý ke zkrácení doby výpočtu v zmije jednotek a používá se ve spojení s nést do budoucna doplňky (CLA).

4bitová zmije

Níže je uvedena jediná 4bitová CLA:

4bitová zmije s Carry Look Ahead (CLA)

16bitová zmije

Kombinací čtyř 4bitových CLA lze vytvořit 16bitový sčítač, ale je zapotřebí další logika ve formě LCU.

LCU přijímá šíření skupiny (${displaystyle P_ {G}}$) a generování skupin (${displaystyle G_ {G}}$) od každé ze čtyř CLA. ${displaystyle P_ {G}}$ a ${displaystyle G_ {G}}$ mít následující výrazy pro každého sčítače CLA:^[1]

${displaystyle P_ {G} = P_ {3} cdot P_ {2} cdot P_ {1} cdot P_ {0}}$

${displaystyle G_ {G} = G_ {3} + P_ {3} cdot G_ {2} + P_ {3} cdot P_ {2} cdot G_ {1} + P_ {3} cdot P_ {2} cdot P_ {1 } cdot G_ {0}}$

LCU poté generuje přenosový vstup pro každou CLA.

Předpokládat, že ${displaystyle P_ {i}}$ je ${displaystyle P_ {G}}$ a ${displaystyle G_ {i}}$ je ${displaystyle G_ {G}}$ z i^th CLA pak jsou výstupní bity

${displaystyle C_ {4} = G_ {0} + P_ {0} cdot C_ {0}}$

${displaystyle C_ {8} = G_ {4} + P_ {4} cdot C_ {4}}$

${displaystyle C_ {12} = G_ {8} + P_ {8} cdot C_ {8}}$

${displaystyle C_ {16} = G_ {12} + P_ {12} cdot C_ {12}}$

Střídání ${displaystyle C_ {4}}$ do ${displaystyle C_ {8}}$, pak ${displaystyle C_ {8}}$ do ${displaystyle C_ {12}}$, pak ${displaystyle C_ {12}}$ do ${displaystyle C_ {16}}$ získá rozšířené rovnice:

${displaystyle C_ {4} = G_ {0} + P_ {0} cdot C_ {0}}$

${displaystyle C_ {8} = G_ {4} + G_ {0} cdot P_ {4} + C_ {0} cdot P_ {0} cdot P_ {4}}$

${displaystyle C_ {12} = G_ {8} + G_ {4} cdot P_ {8} + G_ {0} cdot P_ {4} cdot P_ {8} + C_ {0} cdot P_ {0} cdot P_ {4 } cdot P_ {8}}$

${displaystyle C_ {16} = G_ {12} + G_ {8} cdot P_ {12} + G_ {4} cdot P_ {8} cdot P_ {12} + G_ {0} cdot P_ {4} cdot P_ {8 } cdot P_ {12} + C_ {0} cdot P_ {0} cdot P_ {4} cdot P_ {8} cdot P_ {12}}$

${displaystyle C_ {4}}$ odpovídá přenosu do druhé CLA; ${displaystyle C_ {8}}$ třetí CLA; ${displaystyle C_ {12}}$ čtvrté CLA; a ${displaystyle C_ {16}}$ přetéct, nést bit.

LCU může navíc vypočítat vlastní šíření a generovat:

${displaystyle P_ {LCU} = P_ {0} cdot P_ {4} cdot P_ {8} cdot P_ {12}}$

${displaystyle G_ {LCU} = G_ {12} + G_ {8} cdot P_ {12} + G_ {4} cdot P_ {8} cdot P_ {12} + G_ {0} cdot P_ {4} cdot P_ {8 } cdot P_ {12}}$

${displaystyle C_ {16} = G_ {LCU} + C_ {0} cdot P_ {LCU}}$

16bitová sčítačka s LCU

64bitová zmije

Kombinací 4 CLA a LCU společně vytvoří 16bitový sčítač. Čtyři z těchto jednotek lze kombinovat a vytvořit 64bitový sčítač. Je zapotřebí další LCU (druhé úrovně), která přijímá propagate (${displaystyle P_ {LCU}}$) a generovat (${displaystyle G_ {LCU}}$) z každé LCU a čtyři přenosové výstupy generované LCU druhé úrovně jsou přiváděny do LCU první úrovně.

64bitové doplňky s LCU druhé úrovně

Reference

• Katz, Randy (1994). Současný logický design. Nakladatelská společnost Benjamin / Cummings. str.249–256. ISBN  0-8053-2703-7.
• Vahid, Frank (2006). Digitální design. John Wiley and Sons Publishers. str.296 –316. ISBN  0-470-04437-3.